x86/x86_64的一些基本概念

现在的x86 CPU在位数上有32/64bit之分，在ARCH上有又x86/x86_64/x64/i386/IA32/IA64/amd64，最近又新出来一个x32，还好不是ARCH，只是ABI，没有那么混乱。

先说一下x86的这些arch，不要求很严格的话，基本上可以用下面的公式来表达：

x86=i386=IA32

amd64=x86_64=x64!=IA64

其实这两个等式里很多都是别名，严格说的话，x86的世界里只存在x86/x86_64/IA64三种架构。

当年AMD先于Intel推出向下兼容的amd64 CPU，而Intel推出的不兼容32位系统的IA64惨淡收场(被MS放了鸽子)，后来Intel在指令上支持了amd64，不过不愿意叫amd64，改了个名字x86_64。

再说64bit/32bit的兼容性问题：

现在的64bit CPU实际上都做了兼容32bit的特殊设计，所以64bit的CPU上运行32bit的软件(包括kernel/app， driver除外)是没有问题。反过来，32bit的CPU上运行64bit的软件是不可以的。

最后说重点，64bit相比32bit的性能优势：

这里不考虑64bit硬件上运行32bit软件的这种过度方式。

从架构上来说，64bit拥有64bit 的register和64bit的bus，在数据传输效率上比32bit要高不少；另外，64bit地址总线的寻址空间突破了4G的限制。

所以，对于大内存，密集数据运算的应用场景，64bit的优势是非常明显的。网上有一些benchmark，这里不贴了。

但是，对于小内存系统，64bit的CPU在某些状况下可能比32bit CPU的效率更低。

因为64 bit的CPU的地址是64位的，指针是64位的，编译生成的二进制文件更大，运行时占用的内存更多;另一方面，因为64位地址的问题，cache中能存放的指令就更少，所以更容易导致cache的miss。

所以在某些应用场景，64 bitCPU的更大的寻址空间，更快的数据传递，更快的浮点运算的特性， 与其64 bit的地址/指针所导致的cache miss的特性，始终并存。

为了充分利用64的优势，又避免64bit地址导致的cache miss的问题，Intel提出了x32 ABI的概念。

x32不是一个ARCH，是一个ABI。

x32可以充分的使用64 bit硬件的64 bit寄存器，64bit总线，以及64bit新增的指令，从而获得更快的数据处理速度。

同时x32又使用32bit的地址/pointer，32bit的C数据类型，因此cache miss并不会增加。

x32是一个ABI，其设计到的部分包括：kernel的support，toolchain的support，system lib的support。现在kernel(from 3.4)和toolchain的support都已经OK。

refrence:

http://blog.claudxiao.net/2012/05/x32-abi/

http://blog.csdn.net/force_eagle/article/details/7860574